Лекции об экологии --- часть третья. Об отходах.
Часть первая: http://featar.livejournal.com/297573.html
Часть вторая: http://featar.livejournal.com/297892.html
"Предприятие сбрасывает (выбрасыет) промышленные отходы". Знакомое словосочетание, правда? Намертво ассоциированное с отравлением водоемов, загрязнением атмосферы и просто образованием жутких свалок.
А можно ли вообще не сбрасывать отходы? Есть ведь даже такое красивое словосочетание --- безотходное производство, к которому прогрессивное общество вроде как стремится.
Нет, это принципиально невозможно. К сожалению.
Почему нет? Потому что для создания безотходного производства нужно: а) "закольцевать" все промежуточные реагенты (растворители или реактивы, которые расходуются на одном этапе производства, но регенерируются на другом) --- это реально и делается; б) использовать в народном хозяйстве все продукты производства либо сразу же превращать их в продукты, пригодные к такому использованию.
Вот второе возможно не всегда и определяется существованием спроса и экономической целесообразностью переработки.
Разумеется, выбрасывать в атмосферу сернистый газ, получаемый при обжиге полиметаллических руд (как это делает Норильскникель), --- жуткое расточительство и вред, его нужно конвертировать в серную кислоту. А вот с пустой породой, оставшейся после обогащения руд, так поступать не всегда возможно --- кому она нужна в хозяйстве? С водой, использованной для промывания чего-то --- тоже. С некоторыми бросовыми продуктами типа загрязненного примесями гипса --- аналогично. Разумеется, количество некоторых отходов можно (и однозначно нужно!) уменьшить до определенного предела, но далеко не до нуля.
Что же с ними делать? Ну, варианта тут два. Либо накапливать, либо выбрасывать. Накапливать плохо --- если отходы вредные, то всегда есть риск аварии или теракта в хранилище с их выбросом. Необходимо постоянное наращивание вместимости хранилищ. Эта вся радость дорога --- фактически, на каждую единицу продукта, принесшего разовую прибыль, приходятся отходы, на содержание которых надо тратиться вечно. Реально, вариант хранения будет работать только с ядерными отходами: их немного, деактивировать их иначе малореально, хранение ведет к их постепенной самопроизвольной деактивации. Остальное приходится выбрасывать. Кроме того, отходы являются точно такими же природными веществами, как и сырье, и, если мы их не используем, то придется вернуть их в природу.
А в чем, собственно, проблема с отходами? И что вообще происходит с партией отходов, когда они попадают в природу? С одной стороны, они начинают портить нам и другим дорогим нам организмам жизнь, здоровье и моральный дух. С другой --- они тут же включаются в природные процессы, и начинается процесс их деградации и "переваривания" природой (о совсем недеградирующих отходах поговорим потом, это очень редкий и специфический класс). Который сам по себе может быть весьма сложен, и не все промежуточные продукты деградации будут полезны и безопасны --- но, в конечном счете, этот процесс завершится превращением в какие-то вполне безопасные вещества, циркулирующие во вполне естественном круговороте веществ и энергии в природе.
Таким образом, нам нужно делать две вполне естественные вещи:
1) снижать вредность выбросов;
2) ускорять деградацию выбросов;
Грубо говоря, если мы будем кормить человека тяжелой, жирной, трудноперевариваемой пищей, ему будет плохо и он станет болеть. Но это не повод перестать его кормить --- просто пища должна быть лучше подготовлена.
Если же это невозможно или очень трудно --- надо искать пути использования отходов в промышленности. Например, это касается соединений тяжелых металлов.
Но все ли мы учли? Пожалуй, нет. Во-первых, нам совсем необязательно испытывать воздействие отходов на себе, пока они поглощаются природой. Во-вторых, природа должна успевать производить деградацию и поглощение, иначе равновесие процессов будет необратимо и окончательно нарушаться, мы получим постоянно зараженную территорию, на которой складирование отходов будет преобладать над деградацией. Таким образом:
3) нужно выделять особые территории для производства процесса деградации отходов, чтобы человек и дорогие ему организмы не ощущали на себе последствия их воздействия;
4) нужно обеспечивать достаточную площадь территории для деградации (вообще говоря, пропускную способность, но когда все методы интенсификации исчерпаны, приходится тупо наращивать масштаб).
Таким образом, путь отходов от их производства до утилизации выглядит следующим образом: реактор для химической предочистки ---> специальная территория для поглощения (возможно, с интенсифицированным процессом) либо просто отчужденная территория ---> природа.
Кстати, эти рассуждения (особенно пункты 3 и 4) имеют косвенное следствие, на которое не все обращают внимание. Дело в том, что понятие "экологичности" отходов сильно зависит не только от выбрасываемого вещества, но и от масштабов выброса. Скажем, металлическую банку в далеком походе наши дорогие зеленые туристы с чистой совестью обжигают на костре и закапывают в землю --- 5-10 лет на деградацию полуокисленного металла гуминовыми кислотами и бактериями --- вполне приемлемый срок. Если же мы начнем такое делать в близлежащих к цивилизации лесах или, тем более, в парках, они очень быстро окажутся загажены по уши. А вот окурок сигареты вполне можно выбросить и в дальнем походе, и в близлежащем лесу --- бумага и табак разложатся быстро. А вот в парке уже не следует. То же самое, кстати, касается испражнений --- в лесу можно сходить по нужде под кустик, а в парке --- нет. Во всех этих примерах работают пункты 3 и 4.
Между прочим, тема испражнений и навоза вообще тут очень иллюстративна. Ложить навоз на огород правильно и благодатно --- и гораздо лучше химических удобрений по ряду причин. Но если представить себе огромную скотоферму, навоз из которой системно смывается в реку --- то экологическая катастрофа прибежит очень быстро и жизнерадостно. Загрязнение ведь не только химическим бывает. Кстати, виды загрязнений --- это вообще отдельный вопрос, и о нем мы поговорим позже.
То же самое касается и выбросов двуокиси углерода. По идее, углекислый газ --- самый чистый выброс на планете после водяного пара. Он вообще не токсичен, постоянно присутствует в атмосфере, поглощается (и, кстати, производится тоже) всей растительной биомассой планеты, легко распространяется на большую территорию для дальнейшего поглощения. Углекислый газ --- самая мелкая проблема промышленных выбросов даже по атмосферной части --- по крайней мере, пока в атмосферу летят оксиды серы, оксиды азота, частицы дыма с разной полуокисленной органикой, соединения мышьяка, селена и прочие радости родной промышленности. Но, тем не менее, его выброс уже пытаются ограничить, потому что достаточно влиятельной является теория, предсказывающая серьезные последствия того сдвига равновесного содержания углекислого газа, которое мы наблюдаем сейчас в атмосфере. Хотя теория, кстати, еще до конца не принята и не доказана (я понимаю всю условность ссылок на википедию, но это не основной вопрос, а реферировать повторно мне лень).
Часть вторая: http://featar.livejournal.com/297892.html
"Предприятие сбрасывает (выбрасыет) промышленные отходы". Знакомое словосочетание, правда? Намертво ассоциированное с отравлением водоемов, загрязнением атмосферы и просто образованием жутких свалок.
А можно ли вообще не сбрасывать отходы? Есть ведь даже такое красивое словосочетание --- безотходное производство, к которому прогрессивное общество вроде как стремится.
Нет, это принципиально невозможно. К сожалению.
Почему нет? Потому что для создания безотходного производства нужно: а) "закольцевать" все промежуточные реагенты (растворители или реактивы, которые расходуются на одном этапе производства, но регенерируются на другом) --- это реально и делается; б) использовать в народном хозяйстве все продукты производства либо сразу же превращать их в продукты, пригодные к такому использованию.
Вот второе возможно не всегда и определяется существованием спроса и экономической целесообразностью переработки.
Разумеется, выбрасывать в атмосферу сернистый газ, получаемый при обжиге полиметаллических руд (как это делает Норильскникель), --- жуткое расточительство и вред, его нужно конвертировать в серную кислоту. А вот с пустой породой, оставшейся после обогащения руд, так поступать не всегда возможно --- кому она нужна в хозяйстве? С водой, использованной для промывания чего-то --- тоже. С некоторыми бросовыми продуктами типа загрязненного примесями гипса --- аналогично. Разумеется, количество некоторых отходов можно (и однозначно нужно!) уменьшить до определенного предела, но далеко не до нуля.
Что же с ними делать? Ну, варианта тут два. Либо накапливать, либо выбрасывать. Накапливать плохо --- если отходы вредные, то всегда есть риск аварии или теракта в хранилище с их выбросом. Необходимо постоянное наращивание вместимости хранилищ. Эта вся радость дорога --- фактически, на каждую единицу продукта, принесшего разовую прибыль, приходятся отходы, на содержание которых надо тратиться вечно. Реально, вариант хранения будет работать только с ядерными отходами: их немного, деактивировать их иначе малореально, хранение ведет к их постепенной самопроизвольной деактивации. Остальное приходится выбрасывать. Кроме того, отходы являются точно такими же природными веществами, как и сырье, и, если мы их не используем, то придется вернуть их в природу.
А в чем, собственно, проблема с отходами? И что вообще происходит с партией отходов, когда они попадают в природу? С одной стороны, они начинают портить нам и другим дорогим нам организмам жизнь, здоровье и моральный дух. С другой --- они тут же включаются в природные процессы, и начинается процесс их деградации и "переваривания" природой (о совсем недеградирующих отходах поговорим потом, это очень редкий и специфический класс). Который сам по себе может быть весьма сложен, и не все промежуточные продукты деградации будут полезны и безопасны --- но, в конечном счете, этот процесс завершится превращением в какие-то вполне безопасные вещества, циркулирующие во вполне естественном круговороте веществ и энергии в природе.
Таким образом, нам нужно делать две вполне естественные вещи:
1) снижать вредность выбросов;
2) ускорять деградацию выбросов;
Грубо говоря, если мы будем кормить человека тяжелой, жирной, трудноперевариваемой пищей, ему будет плохо и он станет болеть. Но это не повод перестать его кормить --- просто пища должна быть лучше подготовлена.
Если же это невозможно или очень трудно --- надо искать пути использования отходов в промышленности. Например, это касается соединений тяжелых металлов.
Но все ли мы учли? Пожалуй, нет. Во-первых, нам совсем необязательно испытывать воздействие отходов на себе, пока они поглощаются природой. Во-вторых, природа должна успевать производить деградацию и поглощение, иначе равновесие процессов будет необратимо и окончательно нарушаться, мы получим постоянно зараженную территорию, на которой складирование отходов будет преобладать над деградацией. Таким образом:
3) нужно выделять особые территории для производства процесса деградации отходов, чтобы человек и дорогие ему организмы не ощущали на себе последствия их воздействия;
4) нужно обеспечивать достаточную площадь территории для деградации (вообще говоря, пропускную способность, но когда все методы интенсификации исчерпаны, приходится тупо наращивать масштаб).
Таким образом, путь отходов от их производства до утилизации выглядит следующим образом: реактор для химической предочистки ---> специальная территория для поглощения (возможно, с интенсифицированным процессом) либо просто отчужденная территория ---> природа.
Кстати, эти рассуждения (особенно пункты 3 и 4) имеют косвенное следствие, на которое не все обращают внимание. Дело в том, что понятие "экологичности" отходов сильно зависит не только от выбрасываемого вещества, но и от масштабов выброса. Скажем, металлическую банку в далеком походе наши дорогие зеленые туристы с чистой совестью обжигают на костре и закапывают в землю --- 5-10 лет на деградацию полуокисленного металла гуминовыми кислотами и бактериями --- вполне приемлемый срок. Если же мы начнем такое делать в близлежащих к цивилизации лесах или, тем более, в парках, они очень быстро окажутся загажены по уши. А вот окурок сигареты вполне можно выбросить и в дальнем походе, и в близлежащем лесу --- бумага и табак разложатся быстро. А вот в парке уже не следует. То же самое, кстати, касается испражнений --- в лесу можно сходить по нужде под кустик, а в парке --- нет. Во всех этих примерах работают пункты 3 и 4.
Между прочим, тема испражнений и навоза вообще тут очень иллюстративна. Ложить навоз на огород правильно и благодатно --- и гораздо лучше химических удобрений по ряду причин. Но если представить себе огромную скотоферму, навоз из которой системно смывается в реку --- то экологическая катастрофа прибежит очень быстро и жизнерадостно. Загрязнение ведь не только химическим бывает. Кстати, виды загрязнений --- это вообще отдельный вопрос, и о нем мы поговорим позже.
То же самое касается и выбросов двуокиси углерода. По идее, углекислый газ --- самый чистый выброс на планете после водяного пара. Он вообще не токсичен, постоянно присутствует в атмосфере, поглощается (и, кстати, производится тоже) всей растительной биомассой планеты, легко распространяется на большую территорию для дальнейшего поглощения. Углекислый газ --- самая мелкая проблема промышленных выбросов даже по атмосферной части --- по крайней мере, пока в атмосферу летят оксиды серы, оксиды азота, частицы дыма с разной полуокисленной органикой, соединения мышьяка, селена и прочие радости родной промышленности. Но, тем не менее, его выброс уже пытаются ограничить, потому что достаточно влиятельной является теория, предсказывающая серьезные последствия того сдвига равновесного содержания углекислого газа, которое мы наблюдаем сейчас в атмосфере. Хотя теория, кстати, еще до конца не принята и не доказана (я понимаю всю условность ссылок на википедию, но это не основной вопрос, а реферировать повторно мне лень).